CN114197338A - 一种大跨pc箱梁桥加固结构及加固方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种大跨PC箱梁桥加固结构，包括腹板和底板加固结构和顶板加固结构，所述腹板和底板加固结构包括与原混凝土箱梁表面间隔设置的钢板、填充于原混凝土箱梁表面与钢板之间且现场浇筑的第一低收缩UHPC层，原混凝土箱梁与所述第一低收缩UHPC层通过植入第一刚性连接件进行连接，所述第一低收缩UHPC层与所述钢板通过第二刚性连接件连接；所述顶板加固结构包括植入原顶板表面的第三刚性连接件、铺设于原顶板表面的钢筋网、及浇筑于所述钢筋网表面的第二低收缩UHPC层。本发明提供的大跨PC箱梁桥加固结构，与原有桥梁结构实现有效粘结，加固后显著提高结构刚度及抗弯抗剪承载力，且施工简易性与经济环保性均较好。本发明还提供一种大跨PC箱梁桥加固方法。
Description
技术领域
本发明涉及桥梁工程技术领域，具体涉及一种大跨PC箱梁桥加固结构及加固方法。
背景技术
我国的桥梁建设正由大规模兴建为主的时期逐步过渡到建设和养护维修同时进行的时期，但国内外现有的桥梁加固方法存在较为严重的缺陷，尤其是粘贴碳纤维和粘贴钢板加固法，由于粘接剂的质量和耐久性严重制约了加固效果，现已较少使用；而增大截面和施加体外预应力加固方法由于施工工艺过于复杂，加固周期长，加固对原结构要求高等原因导致不能广泛应用。
超高性能混凝土(UHPC)是一种高强度、高韧性、低孔隙率的超高强水泥基材料，具有强度发展快、抗渗性能好、粘接强度高、收缩性小、密实性强、耐久性和化学药品阻抗性好等优势，将其用于加固普通混凝土梁可形成可靠粘结并改善结构抗裂及耐久性能。但由于超高性能混凝土湿拌料集料粒径小、流动性大，如采用木模则容易造成涨模或渗漏的问题，因此对模板密实性及安装工艺有较高要求。此外，超高性能混凝土普遍需要进行质量高、工艺繁琐的高温蒸汽养护以消除其较大的早期收缩，目前常用的UHPC加固普通混凝土梁的施工工艺繁琐，对工人及设备的专业程度都有较高的要求。
因此，如何充分利用超高性能混凝土优异的材料特性，在不显著增加桥梁自重的同时克服现有加固方法存在的耐久性差、加固效率低、施工工艺繁琐等不足，成为超高性能混凝土加固开裂普通混凝土梁亟待解决的一大难题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种大跨PC箱梁桥加固结构及加固方法，加固结构与原有桥梁结构实现有效粘结，加固后显著提高结构刚度及抗弯抗剪承载力，且施工简易性与经济环保性均较好。
为了解决上述问题，本发明的技术方案如下：
一种大跨PC箱梁桥加固结构，包括腹板和底板加固结构和顶板加固结构，所述腹板和底板加固结构包括与原混凝土箱梁表面间隔设置的钢板、填充于原混凝土箱梁表面与钢板之间且现场浇筑的第一低收缩UHPC层，原混凝土箱梁与所述第一低收缩UHPC层通过植入第一刚性连接件进行连接，所述第一低收缩UHPC层与所述钢板通过第二刚性连接件连接；其中所述第一刚性连接件插入原混凝土箱梁结构中，或是与原混凝土箱梁中的钢筋连接；
所述顶板加固结构包括植入原顶板表面的第三刚性连接件、铺设于原顶板表面的钢筋网、及浇筑于所述钢筋网表面的第二低收缩UHPC层，所述第三刚性连接件、钢筋网嵌入所述第二低收缩UHPC层内。
进一步地，所述第一刚性连接件为钢筋或栓钉；所述第二刚性连接件为栓钉。
进一步地，所述腹板和底板加固结构还包括贯穿所述钢板、第一低收缩UHPC层和原混凝土箱梁的螺杆。
本发明的大跨PC箱梁桥加固方法，包括如下步骤：
步骤S1，使用裂缝灌注胶对原混凝土箱梁裂缝进行封闭处理；
步骤S2，对原混凝土箱梁腹板和底板开裂部位表面进行凿毛，或将原混凝土箱梁保护层凿除使纵向受力钢筋露出，并植入第一刚性连接件，使第一刚性连接件插入原混凝土箱梁结构内或与裸露钢筋焊接；
步骤S3，选取钢板并在钢板上焊接第二刚性连接件，然后根据设计的UHPC层厚度将钢板作为模板进行安装；
步骤S4，在钢板与原混凝土箱梁之间浇筑UHPC，形成第一低收缩UHPC层，使钢板、第一低收缩UHPC层和原混凝土箱梁构成一个整体；
步骤S5，凿除原结构桥面铺装层和找平层，然后在顶板表面植入第三刚性连接件，接着在顶板表面铺装钢筋网，最后浇筑UHPC，形成第二低收缩UHPC层，且第三刚性连接件和钢筋网嵌入第二低收缩UHPC层内；
步骤S6，对第一低收缩UHPC层和密集配筋UHPC结构中UHPC层进行常温或低温蒸汽养护，完成对原混凝土箱梁的加固。
进一步地，所述第一刚性连接件为钢筋或栓钉；所述第二刚性连接件为栓钉。
进一步地，当第一刚性连接件插入原混凝土箱梁结构时，第一刚性连接件与原混凝土箱梁的孔隙采用结构胶填充。
进一步地，还包括在原混凝土箱梁腹板和底板上开凿对穿孔，将螺杆一端穿过对穿孔，另一端穿过钢板，当浇筑形成第一低收缩UHPC层后，使螺杆贯穿所述钢板、第一低收缩UHPC层和原混凝土箱梁。
进一步地，步骤S6中，低温蒸汽养护温度为50℃～60℃。
与现有技术相比，本发明提供的大跨PC箱梁桥加固结构及加固方法，有益效果在于：
一、本发明提供的大跨PC箱梁桥加固结构及加固方法，桥梁的腹板和底板采用钢板-低收缩UHPC层与刚性连接件结合进行加固，顶板采用密集配筋UHPC桥面进行加固，既能保证UHPC超高的力学性能与良好的粘结锚固能力，又能降低UHPC的早期收缩开裂，进一步增强钢板-UHPC及UHPC-原混凝土箱梁间的界面粘结强度及抗剪性能。
二、本发明提供的大跨PC箱梁桥加固结构及加固方法，采用钢板-低收缩UHPC层与刚性连接件结合对腹板和底板进行加固，采用密集配筋UHPC桥面对顶板进行加固，一方面箱梁顶板采用密集配筋UHPC桥面后可抵消由于底板、腹板加固增加的结构自重，另一方面加固后结构受正负弯矩荷载时均可充分发挥UHPC超高抗压强度及钢板高抗拉性能的材料特性，大幅提高结构刚度及承载力。经测算钢板对加固后结构承载力的提升幅度约占总增幅的80％。此外，若增加钢板厚度还可明显改善梁侧钢板受压导致的弯曲失稳问题。
三、本发明提供的大跨PC箱梁桥加固结构及加固方法，采用了低收缩UHPC材料，与普通混凝土热膨胀系数相近，二者间具有良好的相容性和优异的粘结性，加固结构与原结构界面粘接良好。与现有技术中采用粘贴钢板或碳纤维加固混凝土结构相比(现有技术主要依据高性能环氧类粘结剂将二者连接在一起，但环氧类粘结剂在长期使用时存在老化脱黏等问题)，可完全避免作为粘结层的低收缩UHPC材料老化脱黏的问题。
四、本发明提供的大跨PC箱梁桥加固结构及加固方法，加固腹板和底板时作为模板所用钢板作为主要受力构件保留在加固结构上，无需搭建模板和拆模，降低了使用木模带来的安装精度要求并避免了模板拆卸作业；此外，低收缩UHPC可仅采用常温养护或低温(50℃～60℃)蒸汽养护来消除其早期收缩，可不使用专用设备或使用少量专用设备来完成其养护工艺，提高了施工效率。且降低了在作业环境复杂的加固现场采用高温蒸汽养护带来的高额费用，加固结构对原结构桥下净空和外观几乎不产生影响，且加固不需要中断交通，故对桥面交通基本没有影响。同时，加固结构后期基本不需要养护，从而降低了工程的综合造价，具有较高的社会效益和经济效益。
五、本发明提供的大跨PC箱梁桥加固结构及加固方法，加固过程中基本不干扰或污染周边环境，施工现场清洁安全，而超高性能混凝土UHPC生产过程中产生的CO2排放量是同等水泥的一半左右，不仅是对地球资源和环境的保护，也是对可持续发展理念充分的实践应用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明大跨PC箱梁桥加固结构的结构示意图；
图2为本发明中腹板和底板加固结构的原混凝土箱梁与超高性能混凝土(UHPC)通过栓钉进行连接的横截面结构示意图；
图3为图2中加固结构的部分结构放大示意图；
图4为本发明腹板和底板加固结构中原混凝土箱梁与超高性能混凝土(UHPC)通过钢筋进行连接的横截面结构示意图；
图5为图4中加固结构的部分结构放大示意图；
图6为本发明中顶板加固结构的结构示意图；
图7为基于钢板-低收缩UHPC加固混凝土箱梁腹板的简化试验梁配筋及加载示意图；
图8为基于钢板-低收缩UHPC加固混凝土箱梁腹板的简化试验梁预损后加固截面示意图；
图9为对比梁的荷载-挠度曲线；
图10为对比梁在试验后的破坏形态及裂缝分布图；
图11为1号梁的荷载-挠度曲线；
图12为1号梁的荷载-界面相对滑移曲线；
图13为1号梁在试验后的破坏形态及裂缝分布图；
图14为2号梁的荷载-挠度曲线；
图15为2号梁的荷载-界面相对滑移曲线；
图16为2号梁在试验后的破坏形态及裂缝分布图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例中的技术方案，并使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本发明的具体实施方式作进一步的说明。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应该被视为在本文中具体公开。
请参阅图1，为本发明大跨PC箱梁桥加固结构的结构示意图。本发明的大跨PC箱梁桥加固结构包括腹板和底板加固结构1和顶板加固结构2，其中腹板和底板加固结构1为钢板-低收缩UHPC组合结构，顶板加固结构2为铺设于桥梁顶板上的密集配筋UHPC结构。具体的，腹板和底板加固结构1和顶板加固结构2如下：
请结合参阅图2至图5，其中图2为本发明中腹板和底板加固结构的原混凝土箱梁与超高性能混凝土(UHPC)通过栓钉进行连接的横截面结构示意图；图3为图2中加固结构的部分结构放大示意图；图4为本发明腹板和底板加固结构中原混凝土箱梁与超高性能混凝土(UHPC)通过钢筋进行连接的横截面结构示意图；图5为图4中加固结构的部分结构放大示意图。腹板和底板加固结构1包括与原混凝土箱梁3表面间隔设置的钢板11、填充于原混凝土箱梁3表面与钢板11之间且现场浇筑的第一低收缩UHPC层12，原混凝土箱梁3与第一低收缩UHPC层12通过植入第一刚性连接件13进行连接，第一低收缩UHPC层12与钢板11通过第二刚性连接件14连接。加工过程中，对原混凝土箱梁3的腹板和底板表面进行凿毛处理，在腹板和底板表开凿数个孔洞，用于植入第一刚性连接件13，使第一刚性连接件13插入原混凝土箱梁结构内；或是将原混凝土箱梁保护层凿除使纵向受力钢筋露出，使第一刚性连接件13与裸露钢筋焊接。两种方法均可实现第一刚性连接件13与原混凝土箱梁的连接。在钢板11上焊接第二刚性连接件14，实现第二刚性连接件14与钢板11的连接。第一刚性连接件13和第二刚性连接件14的另一端延伸至钢板与原混凝土箱梁表面之间的区域内，浇筑UHPC混凝土后，使第一刚性连接件13和第二刚性连接件14嵌入在第一低收缩UHPC层内，实现了钢板-低收缩UHPC-原混凝土箱梁之间的连接，且连接强度高。对应地，第一刚性连接件13为钢筋或栓钉，第二刚性连接件14为栓钉。当第一刚性连接件13为栓钉嵌入到原混凝土箱梁结构中时，嵌入孔内需要填满结构胶，保证栓钉连接的牢固性；第一刚性连接件13为钢筋结构时，采用弯折钢筋，且弯折方向沿桥梁的竖向。
为了进一步提高腹板和底板的加固性能，优选地，在对原混凝土箱梁3的腹板和底板表面进行凿毛处理时，可开凿多个对穿孔。加固过程中，使用多根螺杆15，其中螺杆的一端穿过对穿孔，另一端穿过钢板，当浇筑形成第一低收缩UHPC层后，使螺杆15贯穿钢板11、第一低收缩UHPC层12和原混凝土箱梁3，以提高三者的共同受力，从而保证结构具有良好的加固效果。其中，螺杆可以为对拉螺杆，也可以为普通螺杆，且为了提高美感，将螺杆头部置于箱梁外侧。
请结合参阅图6，为本发明中顶板加固结构的结构示意图。顶板加固结构2包括植入原顶板表面的第三刚性连接件21、铺设于原顶板表面的钢筋网22、及浇筑于钢筋网表面的第二低收缩UHPC层23。加固过程中，首先凿除原结构桥面铺装层和找平层，然后在顶板表面植入第三刚性连接件21，接着在顶板表面铺装钢筋网，最后浇筑UHPC，形成第二低收缩UHPC层23。顶板加固结构2加固完成后，在第二低收缩UHPC层表面铺装沥青混凝土层24，形成新的桥面。
本发明的大跨PC箱梁桥加固方法，包括如下步骤：
步骤S1，使用裂缝灌注胶对原混凝土箱梁裂缝进行封闭处理；
具体的，采用专用的裂缝灌注胶如环氧树脂等进行裂缝封闭处理，以提高原混凝土箱梁的整体受力性能。
步骤S2，对原混凝土箱梁腹板和底板开裂部位表面进行凿毛，或将原混凝土箱梁保护层凿除使纵向受力钢筋露出，并植入第一刚性连接件，使第一刚性连接件插入原混凝土箱梁结构内或与裸露钢筋焊接；
对原混凝土箱梁腹板和底板开裂部位表面进行凿毛时，凿除表层混凝土，深度为6mm。采用将第一刚性连接件13插入到原混凝土箱梁结构的方式，需要在凿除表层混凝土后的结构表面开凿若干个孔洞，将第一刚性连接件13插入到孔洞内，需要再向孔内填满结构胶，以确保第一刚性连接件与原混凝土箱梁的连接牢固性。优选地，开凿孔洞时，预留若干个对穿孔，用于安装螺杆，增加加固结构的加固效果。
采用两种方法均可实现第一刚性连接件13与原混凝土箱梁的连接。第一刚性连接件13为钢筋或栓钉，第二刚性连接件14为栓钉。当第一刚性连接件13为栓钉嵌入到原混凝土箱梁结构中时，嵌入孔内需要填满结构胶，保证栓钉连接的牢固性；第一刚性连接件13为钢筋结构时，采用弯折钢筋，且弯折方向沿桥梁的竖向。
步骤S3，选取钢板并在钢板上焊接第二刚性连接件，然后根据设计的UHPC层厚度将钢板作为模板进行安装；
具体的，在钢板11上焊接第二刚性连接件14，实现第二刚性连接件14与钢板11的连接。第一刚性连接件13和第二刚性连接件14与对应的原混凝土箱梁及钢板11连接后，第一刚性连接件13和第二刚性连接件14的另一端延伸至钢板与原混凝土箱梁表面之间的区域内，浇筑UHPC混凝土后，使第一刚性连接件13和第二刚性连接件14嵌入在第一低收缩UHPC层内，实现了钢板-低收缩UHPC-原混凝土箱梁之间的连接，且连接强度高。本实施例中，第二刚性连接件14为栓钉。
步骤S4，在钢板与原混凝土箱梁之间浇筑UHPC，形成第一低收缩UHPC层，使钢板、第一低收缩UHPC层和原混凝土箱梁构成一个整体；
在本发明中，钢板11除了用作加固结构的部件外，也作为模板使用。具体的，可以采用压浆形式浇筑，浇筑过程中合理振捣以保证第一低收缩UHPC层的密实性，浇筑后不拆除钢板使其与第一收缩UHPC层共同受力。
为了进一步提高提高腹板和底板的加固性能，优选地，加固过程中，使用多根螺杆15，其中螺杆的一端穿过对穿孔，另一端穿过钢板，当浇筑形成第一低收缩UHPC层后，使螺杆15贯穿钢板11、第一低收缩UHPC层12和原混凝土箱梁3，以提高三者的共同受力，从而保证结构具有良好的加固效果。其中，螺杆可以为对拉螺杆，也可以为普通螺杆，且为了提高美感，将螺杆头部置于箱梁外侧。
步骤S5，凿除原结构桥面铺装层和找平层，然后在顶板表面植入第三刚性连接件，接着在顶板表面铺装钢筋网，最后浇筑UHPC，形成第二低收缩UHPC层，且第三刚性连接件和钢筋网嵌入第二低收缩UHPC层内；
形成的顶板加固结构为密集配筋UHPC结构，密集配筋UHPC结构形成后，在其表面铺设沥青混凝土，以形成新的轻型桥面。本实施例中，第三刚性连接件21为栓钉，其连接方法与第一刚性连接件13为栓钉时的连接方法一致。浇筑UHPC后，第三刚性连接件21、钢筋网22嵌入到第二低收缩UHPC层内，实现了新桥面结构与原混凝土箱梁顶板的连接。
步骤S6，对第一低收缩UHPC层和密集配筋UHPC结构中UHPC层进行常温或低温蒸汽养护，完成对原混凝土箱梁的加固。
具体的，待低收缩UHPC初凝后(约24至48小时)，不拆除钢板，对其进行常温养护或加热钢板对低收缩UHPC进行低温(50℃～60℃)蒸汽养护，消除因为龄期差引起的混凝土开裂，使新老结构紧密的结合在一起。
本发明中，采用钢板-低收缩UHPC和密集配筋UHPC对大跨PC箱梁底板、腹板与顶板加固的施工过程中，对原混凝土箱梁顶板的加固目的在于减轻由于腹板和底板加固带来的自重增加，且在低收缩UHPC浇筑并初凝后(约24至48小时)，设置蒸汽养护罩，布置蒸汽管道，开始蒸汽高温养护，待低收缩UHPC达到预期强度后，采用抛丸的方式进行表面糙化处理，以提高低收缩UHPC层与上表沥青混凝土层的粘结效果，最后浇筑沥青混凝土。
本发明中，采用钢板-低收缩UHPC和密集配筋UHPC对大跨PC箱梁桥的加固方法在施工过程中均可采用现有施工设备及工艺，无需增加额外投入，且相比常规超高性能混凝土的高温蒸汽养护，采用常温养护及低温(50℃～60℃)蒸汽养护对加固现场设备及控制要求更低，施工方法简便、施工费用降低、施工污染及交通影响较小，对于提高效率、保证工期具有重要意义。
为了验证本发明的有益效果，基于上述加固方法，制备了简化的钢板-UHPC组合加固开裂混凝土梁，以模拟采用钢板-UHPC对大跨PC箱梁的腹板进行裂后加固，并完成了静载抗剪试验，试验情况如下：
试验包含3个试件，其中，试件1的混凝土梁加载至完全破坏作为对比梁；试件2和试件3(分别记为1号梁和2号梁)在进行一定程度的预损试验后采用本发明的具体参数及加固方式如下表1，原混凝土梁截面构造及加载示意见图7加固梁截面示意见图8。
表1试验梁参数及加固方式表
对比梁的试验过程及结果如下：
对比梁的试验过程用荷载-挠度曲线表示，见图9。对比梁为典型的剪压破坏。荷载在420kN之前，试验梁刚度几乎未受削弱，荷载-位移曲线处于弹性阶段；荷载从420kN加载到670kN时，试验梁产生可视斜裂缝；加载至933kN时，多条斜裂缝开始合并，并且斜裂缝延伸至加载点与支座处；当荷载达到2447kN时，主斜裂缝宽度已发展至1.8～2.3mm，荷载-位移曲线斜率稍微下降；荷载达到2530kN时，试验梁突然破坏，破坏形态见图10。
1号梁的试验过程及结果如下：
1号梁的试验过程用荷载-挠度曲线及界面荷载-相对滑移曲线表示，见图11，图12。荷载达到644kN时，UHPC层-原混凝土梁界面出现滑移。当荷载达到3832kN时(持荷状态)，1号梁突然出现贯穿于支座与加载点连线的斜裂缝，同时发出巨响，宽度大于2mm，支座与加载点处混凝土均被压溃，最终1号梁的极限荷载为3952kN，跨中极限位移达到12.598mm。1号梁的破坏形态见图13。
由1号梁的界面相对滑移曲线可知，钢板与UHPC层之间的滑移在加载初期为0；当荷载达到908kN时，钢板-UHPC层间滑移突然增加；1号梁达到极限荷载时对应的最大滑移为0.053mm。此外，1号梁中UHPC层与原混凝土梁之间的滑移也非常小，最大滑移量为0.008mm。
由1号梁试验结果可知，基于植入钢筋的80mm厚UHPC层及焊有栓钉的8mm厚钢板进行单层组合加固后可使试件承载能力提高1.555倍，验证了本发明所提出设计方法的有效性，且单侧组合加固方式适用于梁体一侧加固操作不便的情况。
2号梁的试验过程及结果如下：
2号梁的试验过程用荷载-挠度曲线及界面荷载-相对滑移曲线表示，见图14，图15。荷载达到603kN时，试验梁发出异响，似钢纤维拔出声，初步认为此时斜裂缝开展；当加载至2494kN时，试验梁发出巨大响声，初步判定为钢板栓钉或植筋发生相对滑移造成混凝土崩坏所致，或者可能是由于栓钉或植筋断裂造成的剧烈响声；试验荷载达到4808kN时，钢板跨中拉应变已经达到1825με，处于屈服状态，此时，跨中竖向位移为14.08mm。2号梁破坏形态见图16。
由2号梁的界面荷载-相对滑移曲线可知，2号梁在试验初始阶段UHPC层与原混凝土梁间相对滑移只有0.001mm；最终到达极限荷载时，滑移量最大为0.006mm。2号梁中钢板与UHPC层之间的滑移在荷载初期为0，当荷载大于1694kN时，滑移突然增加。最终达到极限荷载时，滑移最大达到0.077mm。可见，凿毛、植筋及焊接栓钉等连接构造方式能够使得钢板、UHPC层和原混凝土梁三者形成整体，协同受力。
由2号梁试验结果可知，基于植入钢筋的40mm厚UHPC层及焊有栓钉的4mm厚钢板进行双层组合加固后可使试件承载能力提高1.900倍，验证了本发明所提出设计方法的有效性，且双侧组合加固方式的加固效果优于单侧组合加固。
本发明的大跨PC箱梁桥加固结构及加固方法，加固结构与原有桥梁结构实现有效粘结，加固后显著提高结构刚度及抗弯抗剪承载力，且施工简易性与经济环保性均较好。
以上对本发明的实施方式作出详细说明，但本发明不局限于所描述的实施方式。对本领域的技术人员而言，在不脱离本发明的原理和精神的情况下对这些实施例进行的多种变化、修改、替换和变型均仍落入在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种大跨PC箱梁桥加固结构，其特征在于，包括腹板和底板加固结构和顶板加固结构，所述腹板和底板加固结构包括与原混凝土箱梁表面间隔设置的钢板、填充于原混凝土箱梁表面与钢板之间且现场浇筑的第一低收缩UHPC层，原混凝土箱梁与所述第一低收缩UHPC层通过植入第一刚性连接件进行连接，所述第一低收缩UHPC层与所述钢板通过第二刚性连接件连接；其中所述第一刚性连接件插入原混凝土箱梁结构中，或是与原混凝土箱梁中的钢筋连接；
所述顶板加固结构包括植入原顶板表面的第三刚性连接件、铺设于原顶板表面的钢筋网、及浇筑于所述钢筋网表面的第二低收缩UHPC层，所述第三刚性连接件、钢筋网嵌入所述第二低收缩UHPC层内。
2.根据权利要求1所述的大跨PC箱梁桥加固结构，其特征在于，所述第一刚性连接件为钢筋或栓钉；所述第二刚性连接件为栓钉。
3.根据权利要求1所述的大跨PC箱梁桥加固结构，其特征在于，所述腹板和底板加固结构还包括贯穿所述钢板、第一低收缩UHPC层和原混凝土箱梁的螺杆。
4.一种大跨PC箱梁桥加固方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1，使用裂缝灌注胶对原混凝土箱梁裂缝进行封闭处理；
步骤S2，对原混凝土箱梁腹板和底板开裂部位表面进行凿毛，或将原混凝土箱梁保护层凿除使纵向受力钢筋露出，并植入第一刚性连接件，使第一刚性连接件插入原混凝土箱梁结构内或与裸露钢筋焊接；
步骤S3，选取钢板并在钢板上焊接第二刚性连接件，然后根据设计的UHPC层厚度将钢板作为模板进行安装；
步骤S4，在钢板与原混凝土箱梁之间浇筑UHPC，形成第一低收缩UHPC层，使钢板、第一低收缩UHPC层和原混凝土箱梁构成一个整体；
步骤S5，凿除原结构桥面铺装层和找平层，然后在顶板表面植入第三刚性连接件，接着在顶板表面铺装钢筋网，最后浇筑UHPC，形成第二低收缩UHPC层，且第三刚性连接件和钢筋网嵌入第二低收缩UHPC层内；
步骤S6，对第一低收缩UHPC层和密集配筋UHPC结构中UHPC层进行常温或低温蒸汽养护，完成对原混凝土箱梁的加固。
5.根据权利要求4所述的大跨PC箱梁桥加固方法，其特征在于，所述第一刚性连接件为钢筋或栓钉；所述第二刚性连接件为栓钉。
6.根据权利要求4所述的大跨PC箱梁桥加固方法，其特征在于，当第一刚性连接件插入原混凝土箱梁结构时，第一刚性连接件与原混凝土箱梁的孔隙采用结构胶填充。
7.根据权利要求4所述的大跨PC箱梁桥加固方法，其特征在于，还包括在原混凝土箱梁腹板和底板上开凿对穿孔，将螺杆一端穿过对穿孔，另一端穿过钢板，当浇筑形成第一低收缩UHPC层后，使螺杆贯穿所述钢板、第一低收缩UHPC层和原混凝土箱梁。
8.根据权利要求4所述的大跨PC箱梁桥加固方法，其特征在于，步骤S6中，低温蒸汽养护温度为50℃～60℃。
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